金属冶炼与加工技术作业指导书

金属冶炼与加工技术作业指导书TOC\o"1-2"\h\u15022第1章金属冶炼基础知识 422581.1金属的结晶与组织 4195431.1.1金属结晶 463131.1.2金属组织 4197191.2冶炼过程原理 525921.2.1热力学原理 545181.2.2动力学原理 557091.2.3电化学原理 5285721.2.4物理化学原理 617174第2章炼铁技术 6109842.1高炉炼铁工艺 629132.1.1原料准备 697492.1.2高炉结构 6219632.1.3炼铁过程 6273002.2热风炉操作 755952.2.1燃烧器选择与布置 755972.2.2热风温度控制 751402.2.3热风炉的换炉操作 7218062.3其他炼铁方法简介 7315702.3.1直接还原炼铁 7139522.3.2电炉炼铁 7323412.3.3气基还原炼铁 7297352.3.4熔融还原炼铁 715981第3章炼钢技术 8249203.1转炉炼钢工艺 893673.1.1转炉概述 88393.1.2转炉炼钢原料 8103943.1.3转炉炼钢过程 811283.1.4转炉炼钢操作要点 876433.2电炉炼钢工艺 8231303.2.1电炉概述 871713.2.2电炉炼钢原料 8318803.2.3电炉炼钢过程 824783.2.4电炉炼钢操作要点 8144733.3炼钢过程中的炉外精炼 8168303.3.1炉外精炼概述 8232353.3.2炉外精炼方法 9204783.3.3炉外精炼操作要点 9217233.3.4炉外精炼设备 926691第4章铸造技术 963974.1砂型铸造工艺 949084.1.1概述 9225244.1.2砂型制备 997644.1.3浇注与冷却 94724.1.4铸件清理 921464.2金属型铸造工艺 1090204.2.1概述 1053684.2.2金属型制备 10204414.2.3浇注与冷却 10107914.2.4铸件清理 1022664.3压力铸造与真空铸造 10144884.3.1压力铸造 10183754.3.2真空铸造 1031025第5章锻造技术 11229155.1自由锻造工艺 11262555.1.1工艺概述 11210765.1.2工艺流程 11162505.1.3注意事项 11274145.2模锻工艺 11168435.2.1工艺概述 11227845.2.2工艺流程 1124545.2.3注意事项 12319145.3锻造加热与冷却 1278335.3.1加热 12271935.3.2冷却 12190115.3.3注意事项 127122第6章焊接技术 12252966.1气体保护焊 12268236.1.1概述 12236186.1.2设备与材料 13284486.1.3焊接工艺 13138996.2电阻焊与钎焊 13190476.2.1电阻焊 13221176.2.1.1设备与材料 1325356.2.1.2焊接工艺 1360456.2.2钎焊 13106786.2.2.1设备与材料 13260906.2.2.2钎焊工艺 14115896.3自动焊接技术 14104976.3.1概述 14121136.3.2设备与材料 1489676.3.3焊接工艺 146753第7章金属热处理技术 14188327.1钢铁的热处理原理 1456917.1.1相变规律 1450627.1.2热处理工艺参数 14230267.2常见热处理工艺 15201517.2.1退火 15203517.2.2正火 15207557.2.3淬火 1574257.2.4回火 15291597.2.5渗碳 1523267.3热处理质量控制 155317.3.1工艺参数控制 1568957.3.2设备和仪表校准 15180627.3.3材料检验 1571787.3.4工艺过程监控 1686327.3.5质量检测 164281第8章金属表面处理技术 16195278.1金属腐蚀与防护 1696928.1.1金属腐蚀原理 16170438.1.2金属腐蚀分类 16177878.1.3金属腐蚀防护措施 16290058.2表面涂装技术 16207728.2.1表面涂装技术种类 17176418.2.2表面涂装施工方法 17143878.3电镀与化学镀 1764548.3.1电镀原理 1744718.3.2化学镀原理 17130648.3.3电镀与化学镀工艺 17232408.3.4常见问题及解决办法 1731710第9章特种金属冶炼与加工技术 18221579.1铝的冶炼与加工 18142999.1.1铝的冶炼 18323319.1.1.1冶炼工艺流程 18288339.1.1.2设备选择与操作要点 18313959.1.2铝的加工 18255339.1.2.1加工方法 18216289.1.2.2工艺流程及质量控制 18311819.2铜的冶炼与加工 19287039.2.1铜的冶炼 19131959.2.1.1冶炼工艺流程 19108969.2.1.2设备选择与操作要点 1993029.2.2铜的加工 19292999.2.2.1加工方法 1935819.2.2.2工艺流程及质量控制 19166899.3钛的冶炼与加工 1940449.3.1钛的冶炼 19159399.3.1.1冶炼工艺流程 19110629.3.1.2设备选择与操作要点 20260559.3.2钛的加工 20129399.3.2.1加工方法 2053229.3.2.2工艺流程及质量控制 206809第10章金属加工工艺与设备 201253410.1金属切削加工工艺 201182610.1.1概述 20370610.1.2车削加工 202326310.1.3铣削加工 20368710.1.4钻削加工 211851810.1.5磨削加工 2122610.2金属塑性加工工艺 211443810.2.1概述 212913210.2.2锻造加工 212341510.2.3挤压加工 213170110.2.4拉拔加工 212606010.2.5冲压加工 212383810.3金属加工设备选型与维护 212155410.3.1设备选型原则 21864910.3.2常见金属加工设备 2170110.3.3设备维护与管理 22第1章金属冶炼基础知识1.1金属的结晶与组织金属的结晶与组织是金属冶炼过程中的基本概念，对于理解金属的性质和加工过程具有重要意义。1.1.1金属结晶金属结晶是指金属原子在冷却过程中由液态转变为固态的过程。金属原子在液态时呈无序分布，而在结晶过程中，原子按照一定的规则排列成晶体结构。金属结晶过程主要包括以下几个阶段：（1）形核：在过饱和溶液中，原子团聚集形成稳定的晶核；（2）生长：晶核周围的原子不断附着在晶核上，使晶体逐渐长大；（3）晶粒细化：在金属结晶过程中，晶粒不断细化，提高金属的力学功能。1.1.2金属组织金属组织是指金属内部晶粒的排列、形状和大小。金属组织对金属的力学功能、物理功能和化学功能具有重要影响。金属组织可以分为以下几类：（1）等轴晶组织：晶粒呈等轴状，大小均匀，常见于纯金属和低合金钢；（2）树枝晶组织：晶粒呈树枝状，具有明显的生长方向，常见于高合金钢；（3）层状晶组织：晶粒呈层状排列，常见于铜、铝等金属的铸造组织；（4）定向凝固组织：晶粒沿一定方向排列，具有各向异性，常见于定向凝固技术制备的金属材料。1.2冶炼过程原理冶炼过程是将金属原料转化为具有一定纯度和功能的金属产品的过程。冶炼过程主要包括以下几个基本原理：1.2.1热力学原理热力学原理是指在冶炼过程中，通过加热、冷却等手段，使金属原料的化学成分、结构和组织发生变化，以达到所需的功能。热力学原理主要包括以下几个方面：（1）化学反应：在高温下，金属原料与其他物质发生化学反应，所需的金属产品；（2）相变：通过控制温度，使金属原料发生固态相变，改变其组织和功能；（3）热处理：通过加热和冷却，调整金属的晶粒大小、形态和分布，进一步提高金属的力学功能。1.2.2动力学原理动力学原理是指在冶炼过程中，金属原子、离子或分子的运动规律及其与外界的相互作用。动力学原理主要包括以下几个方面：（1）扩散：金属原子在固体或液体中的自发性迁移，对于金属的成分均匀化和晶粒长大具有重要作用；（2）对流：在液体金属中，由于温度和密度差异引起的流动现象，有助于成分均匀化；（3）搅拌：通过机械搅拌或气体搅拌，加速金属原子间的相互作用，提高反应速率和成分均匀性。1.2.3电化学原理电化学原理是指在冶炼过程中，利用电解质溶液中的离子迁移来实现金属的提取和精炼。电化学原理主要包括以下几个方面：（1）电解：利用电流通过电解质溶液，使金属离子还原成金属沉积在电极上；（2）电镀：在金属表面沉积一层金属，以改变其表面功能；（3）电渗：在电场作用下，金属离子通过孔隙或微裂纹迁移，实现金属的提取和精炼。1.2.4物理化学原理物理化学原理是指在冶炼过程中，利用物理方法和化学方法相结合的技术来实现金属的提取、精炼和加工。物理化学原理主要包括以下几个方面：（1）磁分离：利用磁场将金属粒子从其他物质中分离出来；（2）浮选：利用气泡将金属颗粒从溶液中分离出来；（3）离子交换：利用离子交换树脂吸附金属离子，实现金属的提取和精炼。本章主要介绍了金属冶炼基础知识，包括金属的结晶与组织、冶炼过程原理。这些基础知识对于理解金属冶炼与加工技术具有重要意义。第2章炼铁技术2.1高炉炼铁工艺高炉炼铁工艺是一种主要的炼铁方法，其基本原理是在高温下利用焦炭和还原剂将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁。以下是高炉炼铁工艺的主要流程：2.1.1原料准备（1）铁矿石：选用品位高、脉石含量低的铁矿石，经过破碎、筛分、洗涤等预处理过程。（2）焦炭：选用优质焦炭，作为高炉内的主要还原剂和燃料。（3）石灰石：作为熔剂，用于降低炉渣的熔点，促进铁水的分离。2.1.2高炉结构高炉主要由炉体、炉喉、炉腰、炉缸和炉底等部分组成。炉体内壁衬有耐火材料，以承受高温和化学反应的侵蚀。2.1.3炼铁过程（1）炉料的下降：铁矿石、焦炭和石灰石等原料从炉顶加入，依靠重力下降。（2）还原反应：焦炭在炉内燃烧CO，与铁矿石中的氧化铁反应金属铁。（3）炉渣的形成：脉石和石灰石在炉内反应炉渣，炉渣在炉缸与铁水分离。（4）铁水的排出：铁水从炉缸底部流出，经过铁口排出高炉。2.2热风炉操作热风炉是高炉炼铁的关键设备，其主要功能是为高炉提供高温、富氧的还原气体。以下是热风炉操作的主要要点：2.2.1燃烧器选择与布置燃烧器应选用高效、低氮的燃烧器，合理布置燃烧器，以保证热风炉内燃烧充分、均匀。2.2.2热风温度控制热风温度是影响高炉炼铁的重要因素，应通过调整燃烧器的给风量、给煤量等手段，使热风温度保持在适宜范围内。2.2.3热风炉的换炉操作热风炉在运行过程中，需定期进行换炉操作，以保证热风炉的稳定运行。换炉操作主要包括：停炉、清灰、检查、修补、重新点火等步骤。2.3其他炼铁方法简介除了高炉炼铁工艺外，还有其他几种炼铁方法，以下简要介绍：2.3.1直接还原炼铁直接还原炼铁是利用还原剂直接将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁的方法。该方法具有节能、环保等优点，但生产成本较高。2.3.2电炉炼铁电炉炼铁是利用电能转化为热能，对铁矿石进行加热和还原的方法。该方法适用于处理细小的铁矿石，具有生产效率高、污染小等优点。2.3.3气基还原炼铁气基还原炼铁是利用气体还原剂（如H2、CO等）对铁矿石进行还原的方法。该方法具有还原速度快、生产过程清洁等优点，但气体还原剂的制备和回收成本较高。2.3.4熔融还原炼铁熔融还原炼铁是将铁矿石和还原剂混合，在高温下进行熔融还原的方法。该方法具有生产效率高、铁水质量好等优点，但设备投资和运行成本较高。第3章炼钢技术3.1转炉炼钢工艺3.1.1转炉概述转炉炼钢是通过在旋转炉内吹氧或喷吹氧燃烧废钢和生铁中的杂质，实现钢水脱碳、脱硫、脱磷等反应的过程。转炉具有生产效率高、成本低、适用范围广等优点。3.1.2转炉炼钢原料本节主要介绍转炉炼钢所需原料的种类及要求，包括废钢、生铁、造渣料、冷却剂等。3.1.3转炉炼钢过程详细描述转炉炼钢的各个阶段，包括吹炼前期、吹炼中期、吹炼后期和出钢过程。3.1.4转炉炼钢操作要点本节阐述转炉炼钢过程中的关键操作要点，如吹氧强度、炉渣控制、温度控制等。3.2电炉炼钢工艺3.2.1电炉概述电炉炼钢是利用电能将废钢加热熔化，并通过炉内化学反应实现钢水脱碳、脱硫、脱磷等过程。电炉炼钢具有灵活性高、环境污染小等优点。3.2.2电炉炼钢原料介绍电炉炼钢所需原料的种类及要求，包括废钢、生铁、合金料、造渣料等。3.2.3电炉炼钢过程详细描述电炉炼钢的各个阶段，包括熔化期、氧化期、还原期和出钢过程。3.2.4电炉炼钢操作要点阐述电炉炼钢过程中的关键操作要点，如电力控制、炉渣控制、温度控制等。3.3炼钢过程中的炉外精炼3.3.1炉外精炼概述炉外精炼是在转炉或电炉炼钢后，对钢水进行进一步处理的过程。通过炉外精炼，可以调整钢的成分、温度，去除有害元素，提高钢的纯净度和质量。3.3.2炉外精炼方法介绍常见的炉外精炼方法，包括LF炉、VD炉、RH炉、CASOB等。3.3.3炉外精炼操作要点阐述炉外精炼过程中的关键操作要点，如温度控制、成分调整、气体控制等。3.3.4炉外精炼设备介绍炉外精炼设备的主要结构、功能参数和操作注意事项。第4章铸造技术4.1砂型铸造工艺4.1.1概述砂型铸造工艺是一种传统的铸造方法，适用于多种金属的铸造生产。其基本原理是利用砂型作为铸模，将熔化的金属浇注到砂型中，冷却凝固后获得所需的铸件。4.1.2砂型制备砂型制备是砂型铸造的关键环节，主要包括以下步骤：（1）选砂：根据铸件材质和工艺要求，选择合适的砂料。（2）配砂：按照一定比例混合砂料、粘结剂和固化剂。（3）混砂：将配好的砂料搅拌均匀。（4）制型：根据铸件结构制作砂型和砂芯。（5）硬化：使砂型达到足够的硬度和强度。4.1.3浇注与冷却浇注是将熔化的金属液倒入砂型中，冷却至凝固的过程。应注意以下事项：（1）浇注温度：控制熔化金属液的温度，以保证铸件质量。（2）浇注速度：合理控制浇注速度，避免产生气孔、夹渣等缺陷。（3）冷却：保证铸件在冷却过程中不产生变形和裂纹。4.1.4铸件清理铸件冷却凝固后，需进行清理，去除砂型、毛刺等。主要包括以下步骤：（1）打箱：去除铸件外的砂型。（2）清砂：清除铸件表面的砂粒。（3）打磨：去除铸件表面的毛刺、氧化皮等。4.2金属型铸造工艺4.2.1概述金属型铸造工艺是采用金属型（如钢、铜等）作为铸模的铸造方法，具有铸件精度高、表面质量好、生产效率高等优点。4.2.2金属型制备金属型制备包括以下步骤：（1）设计：根据铸件结构设计金属型。（2）制造：采用机械加工、电火花加工等方法制作金属型。（3）热处理：提高金属型的硬度、耐磨性和使用寿命。4.2.3浇注与冷却金属型铸造的浇注与冷却过程与砂型铸造类似，但应注意以下几点：（1）浇注系统设计：合理设计浇注系统，以保证金属液流动顺畅。（2）金属型预热：避免因温差过大导致铸件产生热裂。（3）控制冷却速度：保证铸件质量和金属型寿命。4.2.4铸件清理金属型铸造的铸件清理主要包括以下步骤：（1）打箱：去除金属型外的铸件。（2）清理：清除铸件表面的金属型涂料、氧化皮等。（3）精整：对铸件进行打磨、抛光等，以满足精度要求。4.3压力铸造与真空铸造4.3.1压力铸造压力铸造是利用压力将熔化的金属液迅速压入铸模，并在压力作用下凝固成型的铸造方法。其主要特点如下：（1）高压：提高金属液的充型速度和压力，减少气孔、夹渣等缺陷。（2）快速冷却：加快铸件冷却速度，提高生产效率。（3）高精度：铸件尺寸精度高，表面质量好。4.3.2真空铸造真空铸造是将熔化的金属液在真空环境下浇注到铸模中，并在真空条件下凝固的铸造方法。其主要特点如下：（1）真空环境：减少金属液中气体含量，降低气孔等缺陷。（2）低氧化：降低金属液氧化程度，提高铸件质量。（3）精密铸造：适用于精密铸件的生产。本章分别介绍了砂型铸造、金属型铸造、压力铸造和真空铸造等铸造技术，旨在为金属冶炼与加工技术作业提供理论指导和实践参考。第5章锻造技术5.1自由锻造工艺5.1.1工艺概述自由锻造是一种在无模具限制条件下，通过锻造机械对金属进行塑性变形的工艺。该工艺具有生产灵活性高、适用范围广、成本较低等优点。5.1.2工艺流程（1）原材料准备：选用合适的金属材料，进行切割、下料等预处理。（2）加热：将原材料加热至锻造温度，以保证金属具有良好的塑性和较低的变形抗力。（3）锻造：利用锻造机械对加热后的金属材料进行塑性变形，使其达到所需形状和尺寸。（4）冷却：锻造完成后，对工件进行冷却处理，以稳定组织和功能。（5）后续处理：包括切边、校正、热处理、表面处理等，以满足产品使用要求。5.1.3注意事项（1）合理选择锻造温度，避免过高或过低导致锻造缺陷。（2）控制锻造变形程度，防止过度变形或变形不足。（3）保证锻造设备具有良好的功能和精度，以保证锻造质量。5.2模锻工艺5.2.1工艺概述模锻工艺是在模具的限制下，对金属进行塑性变形，使其达到所需形状和尺寸的锻造方法。该工艺具有生产效率高、产品质量好、精度高等优点。5.2.2工艺流程（1）模具设计：根据产品形状和尺寸设计合适的模具。（2）原材料准备：选用合适的金属材料，进行切割、下料等预处理。（3）加热：将原材料加热至锻造温度。（4）模锻：将加热后的金属材料放入模具中，通过锻造机械进行塑性变形。（5）冷却：锻造完成后，对工件进行冷却处理。（6）后续处理：与自由锻造相同。5.2.3注意事项（1）模具设计要合理，保证锻造过程中金属流动顺畅。（2）控制模具磨损，及时进行维修和更换，以保证产品质量。（3）合理选择锻造温度，避免因温度不合适导致的锻造缺陷。5.3锻造加热与冷却5.3.1加热（1）目的：提高金属的塑性，降低变形抗力，使金属易于锻造。（2）加热方式：电阻炉加热、燃气炉加热、感应加热等。（3）加热温度：根据金属的种类、性质和锻造工艺要求确定。5.3.2冷却（1）目的：稳定金属的组织和功能，消除锻造过程中产生的应力。（2）冷却方式：自然冷却、水冷、油冷等。（3）冷却速度：根据金属的种类、性质和锻造工艺要求控制冷却速度。5.3.3注意事项（1）合理控制加热温度和冷却速度，避免因温度和速度不当导致的锻造缺陷。（2）保证加热和冷却设备功能良好，以保证锻造质量。（3）注意锻造过程中的安全防护，避免因操作不当造成的人员伤害和设备损坏。第6章焊接技术6.1气体保护焊6.1.1概述气体保护焊是利用惰性气体或活性气体作为保护介质，防止熔池金属与空气中的氧、氮等气体发生反应，从而保证焊缝质量的一种焊接方法。6.1.2设备与材料（1）焊接设备：采用具有稳定电弧、可靠功能的气体保护焊机。（2）保护气体：根据焊接材料及工艺要求选择氩气、二氧化碳、混合气体等。（3）焊接材料：包括焊丝、焊条等，应选用符合国家标准的优质材料。6.1.3焊接工艺（1）焊接参数：根据焊接材料、板厚及焊接位置等因素，合理选择焊接电流、电压、焊接速度等参数。（2）焊接操作：采用合适的焊接手法，保证熔池稳定，焊缝成形美观。（3）气体保护：保证保护气体流量适中，防止氧化和氮化。6.2电阻焊与钎焊6.2.1电阻焊电阻焊是利用电流通过焊接部位产生的热量，使金属局部加热至熔化状态，然后在压力作用下使金属连接的一种焊接方法。6.2.1.1设备与材料（1）焊接设备：采用具有稳定电流、可靠功能的电阻焊机。（2）焊接材料：根据焊接工件的材料及功能要求，选用合适的电极材料和焊接材料。6.2.1.2焊接工艺（1）焊接参数：根据工件材料、板厚等因素，合理选择焊接电流、焊接时间、压力等参数。（2）焊接操作：保证工件表面清洁、无氧化物，保证焊接质量。6.2.2钎焊钎焊是利用液态金属作为钎料，在低于母材熔点的温度下加热，使钎料熔化并渗透到母材接缝中，冷却后形成牢固连接的一种焊接方法。6.2.2.1设备与材料（1）焊接设备：采用具有温度控制功能的钎焊炉。（2）钎料：根据母材种类、使用功能等要求，选择合适的钎料。6.2.2.2钎焊工艺（1）钎焊参数：根据母材种类、钎料种类等因素，合理选择钎焊温度、保温时间等参数。（2）钎焊操作：保证母材表面清洁、无氧化物，钎料均匀涂抹在接缝处。6.3自动焊接技术6.3.1概述自动焊接技术是利用自动化设备完成焊接过程，提高焊接效率和质量的一种方法。6.3.2设备与材料（1）焊接设备：采用具有自动化控制功能的焊接设备，如焊接、自动化焊接专机等。（2）焊接材料：根据焊接工艺要求，选用符合国家标准的优质焊接材料。6.3.3焊接工艺（1）编程：根据焊接工件的特点，编写合适的焊接程序，设置焊接参数。（2）焊接操作：采用自动化设备进行焊接，保证焊接质量稳定、效率高。（3）设备维护：定期对焊接设备进行维护保养，保证设备正常运行。第7章金属热处理技术7.1钢铁的热处理原理钢铁的热处理是通过在特定条件下，控制加热、保温和冷却过程，以改变其组织结构和功能的一种工艺方法。热处理的原理主要基于钢铁的相变规律，即通过控制奥氏体、铁素体、渗碳体等组织的转变，实现钢铁功能的优化。7.1.1相变规律钢铁在加热过程中，组织会发生相应的相变。主要相变包括：（1）奥氏体相变：当钢铁加热至临界点Ac3以上时，铁素体和渗碳体转变为奥氏体。（2）共析反应：在冷却过程中，奥氏体转变为铁素体和渗碳体的共析反应。（3）贝氏体相变：在快速冷却过程中，奥氏体转变为贝氏体。7.1.2热处理工艺参数热处理工艺参数主要包括加热温度、保温时间和冷却速度。合理选择这些参数，对钢铁的组织和功能具有重要影响。7.2常见热处理工艺根据热处理的目的和工艺参数的不同，常见的热处理工艺有以下几种：7.2.1退火退火是将钢铁加热至临界点Ac3以上，保温一定时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。退火主要用于降低硬度、改善加工功能、消除内应力、稳定尺寸和改善组织。7.2.2正火正火是将钢铁加热至临界点Ac3以上，保温一定时间，然后快速冷却的热处理工艺。正火可以提高钢铁的硬度和强度，改善耐磨性。7.2.3淬火淬火是将钢铁加热至临界点Ac3以上，保温一定时间，然后迅速冷却至室温的热处理工艺。淬火能使钢铁获得高硬度和高强度，但韧性较低。7.2.4回火回火是将淬火后的钢铁重新加热至一定温度，保温一定时间，然后冷却至室温的热处理工艺。回火可以降低硬度，提高韧性，改善综合功能。7.2.5渗碳渗碳是将钢铁加热至900℃左右，同时通入含碳气体，使钢铁表面吸收碳原子，从而提高表面硬度和耐磨性的热处理工艺。7.3热处理质量控制为保证热处理质量，应从以下几个方面进行控制：7.3.1工艺参数控制严格按热处理工艺规程进行操作，保证加热温度、保温时间和冷却速度等工艺参数符合要求。7.3.2设备和仪表校准定期检查和校准热处理设备、温度控制器等仪表，保证设备正常运行和工艺参数的准确性。7.3.3材料检验对热处理前的原材料进行检验，保证材料成分、功能等符合标准要求。7.3.4工艺过程监控对热处理过程中的温度、时间等参数进行实时监控，及时调整工艺参数，保证热处理质量。7.3.5质量检测热处理完成后，对产品进行功能、硬度、金相等检测，以保证热处理质量符合要求。第8章金属表面处理技术8.1金属腐蚀与防护金属在特定环境下，会受到腐蚀的影响，导致其功能下降，使用寿命缩短。本节主要介绍金属腐蚀的原理、分类及防护措施。8.1.1金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属在接触氧气、水蒸气等环境中，发生氧化还原反应，从而导致金属表面的损耗。金属腐蚀原理主要包括电化学腐蚀和化学腐蚀。8.1.2金属腐蚀分类金属腐蚀可分为以下几类：（1）均匀腐蚀：金属表面各部分均匀受到腐蚀。（2）局部腐蚀：金属表面局部区域受到严重腐蚀。（3）晶间腐蚀：金属晶粒间的腐蚀。（4）应力腐蚀：金属在应力作用下发生的腐蚀。8.1.3金属腐蚀防护措施（1）选用耐腐蚀材料：根据使用环境，选择具有良好耐腐蚀功能的金属材料。（2）表面涂层：在金属表面涂覆一层防护涂层，隔绝金属与腐蚀介质的接触。（3）阴极保护：采用外加电流或牺牲阳极的方法，使金属表面形成保护膜，防止腐蚀。（4）缓蚀剂：在腐蚀介质中加入缓蚀剂，减缓金属腐蚀速度。8.2表面涂装技术表面涂装技术是通过在金属表面涂覆一层涂料，以保护金属、装饰金属和提高金属的耐腐蚀功能。本节主要介绍表面涂装技术的种类和施工方法。8.2.1表面涂装技术种类（1）涂料种类：包括油脂涂料、醇酸树脂涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸树脂涂料等。（2）涂装方式：包括刷涂、喷涂、淋涂、电泳涂装等。8.2.2表面涂装施工方法（1）表面处理：金属表面需进行打磨、清洗、除油等预处理，以提高涂料附着力。（2）涂装：采用合适的涂装方法，将涂料均匀涂覆在金属表面。（3）干燥与固化：涂料在金属表面干燥、固化，形成防护层。（4）检查与修补：涂装完成后，检查涂膜质量，对不合格部位进行修补。8.3电镀与化学镀电镀与化学镀是通过在金属表面沉积一层金属或合金，以提高金属的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。本节主要介绍电镀与化学镀的原理、工艺及常见问题。8.3.1电镀原理电镀是利用电解原理，在金属表面沉积一层金属的过程。电镀过程中，金属作为阴极，电镀液中的金属离子在电流作用下，沉积在金属表面。8.3.2化学镀原理化学镀是利用化学反应，在金属表面沉积一层金属或合金的过程。化学镀过程中，无需外加电流，通过还原剂使金属离子还原沉积在金属表面。8.3.3电镀与化学镀工艺（1）预处理：金属表面进行打磨、清洗、除油等处理。（2）电镀或化学镀：根据金属种类和功能要求，选择合适的电镀液和工艺参数。（3）后处理：对电镀或化学镀后的金属进行清洗、干燥等处理。8.3.4常见问题及解决办法（1）氢脆：电镀过程中，金属表面吸附氢原子，导致金属变脆。解决办法：优化电镀工艺，控制电流密度。（2）镀层疏松：镀层结构不致密，影响金属功能。解决办法：提高电镀液浓度，降低电流密度。（3）镀层脱落：镀层与基体金属结合力不足，导致镀层脱落。解决办法：加强预处理，提高镀层与基体金属的结合力。第9章特种金属冶炼与加工技术9.1铝的冶炼与加工9.1.1铝的冶炼铝是地壳中含量最丰富的金属元素，主要通过电解法进行冶炼。本节主要介绍铝的冶炼工艺流程、设备选择及操作要点。9.1.1.1冶炼工艺流程（1）原料准备：选用高品质铝土矿，进行破碎、研磨等预处理；（2）氧化铝制备：通过拜耳法或烧结法提取氧化铝；（3）电解：采用霍尔埃鲁法进行电解，获得金属铝。9.1.1.2设备选择与操作要点（1）原料准备：选用高效、低能耗的破碎、研磨设备；（2）氧化铝制备：根据铝土矿品质选择合适的提取工艺及设备；（3）电解：选用优质电解槽，控制电流、电压等参数，保证铝的纯度和产率。9.1.2铝的加工本节主要介绍铝的加工方法、工艺流程及质量控制要点。9.1.2.1加工方法（1）铸造：包括砂型铸造、金属型铸造等；（2）锻造：采用热锻、冷锻等方法；（3）挤压：通过挤压机进行连续挤压；（4）热处理：包括退火、固溶、时效等。9.1.2.2工艺流程及质量控制（1）铸造：控制熔炼温度、浇注速度等参数，保证铸件质量；（2）锻造：根据材料特性选择合适锻造工艺，避免缺陷产生；（3）挤压：调整挤压速度、温度等参数，保证产品尺寸精度；（4）热处理：根据材料牌号制定合适的热处理工艺，提高产品功能。9.2铜的冶炼与加工9.2.1铜的冶炼铜的冶炼主要有火法冶炼和湿法冶炼两种方法。本节主要介绍火法冶炼工艺及其设备选择。9.2.1.1冶炼工艺流程（1）原料准备：选用高品位铜精矿；（2）焙烧：将铜精矿进行焙烧，转化为易于浸出的氧化铜；（3）浸出：采用硫酸或氨水等浸出剂进行浸出；（4）电解：对浸出液进行电解，获得金属铜。9.2.1.2设备选择与操作要点（1）焙烧：选用高效、低污染的回转窑等设备；（2）浸出：根据铜精矿特性选择合适的浸出剂及设备；（3）电解：采用优质电解槽，控制电解参数，保证铜的纯度和产率。9.2.2铜的加工本节主要介绍铜的加工方法、工艺流程及质量控制要点。9.2.2.1加工方法（1）铸造：包括砂型铸造、金属型铸造等；（2）锻造：采用热锻、冷锻等方法；（3）挤压：通过挤压机进行连续挤压；（4）精密加工：包括拉伸、冲压、切削等。9.2.2.2工艺流程及质量控制（1）铸造：控制熔炼温度、浇注速度等参数，保证铸件质量；（2）锻造：根据材料特性选择合适锻造工艺，避免缺陷产生；（3）挤压：调整挤压速度、温度等参数，保证产品尺寸精度；（4）精密加工：选用高精度设备，提高加工精度。9